凝固與鑄造組織

關於合金凝固時改變溫度梯度G與成長速度V,固液界面的形狀與組織的粗細,下列說明何者正確?

  1. A減小G/V時,依樹枝狀晶、胞狀晶、平坦界面的順序變化,G×V越大,組織越粗
  2. B界面的形狀只由G×V決定,加大G×V成為平坦界面,減小則成為樹枝狀晶
  3. C減小G/V時,依平坦界面、胞狀晶、柱狀樹枝狀晶、等軸樹枝狀晶的順序變化,G×V越大,組織越細
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正確答案:C. 減小G/V時,依平坦界面、胞狀晶、柱狀樹枝狀晶、等軸樹枝狀晶的順序變化,G×V越大,組織越細

由組成過冷的條件可知,界面的形狀主要由G/V決定,G/V越大,平坦界面越穩定。減小G/V會使組成過冷變大,界面依序變為胞狀晶、柱狀樹枝狀晶,以及在界面前方的液相中產生新晶體的等軸樹枝狀晶。另一方面,G×V相當於冷卻速度(K/s),決定組織的尺寸。冷卻越快,溶質擴散的時間越短,胞狀晶與樹枝狀晶的間距越細。認為減小G/V會接近平坦界面的選項順序相反,冷卻越快組織也不會越粗。認為形狀只由G×V決定的選項,弄混了決定形狀與尺寸這兩個量的角色。

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